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1、课时跟踪检测(二十八)带电粒子在组合场中的运动一、单项选择题1. (2014南宁模拟)如图4所示，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧，粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域、三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图5中的()图4图52(2014辽宁协作体联考)如图7所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与x轴成30角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R
2、。不计重力，则()图7A粒子经偏转一定能回到原点OB粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为21C粒子完成一次周期性运动的时间为D粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R二、多项选择题3(2013浙江高考)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P和P3，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图12所示。已知离子P在磁场中转过30后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子P和P3()图12A在电场中的加速度之比为11B在磁场中运动的半径之比为 1C在磁场中转过的角度之比为12D离开电场区域时的动能之比为13三、非选择题
3、4(2014惠州调研)如图13所示，一个板长为L，板间距离也是L的平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。有一质量为m，重力不计，带电量为q的粒子从极板正中间以初速度为v0水平射入，恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入，求：图13(1)两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向；(2)q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向；(3)磁感应强度B的大小。答 案1选C由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域、内磁场方向分别为向外、向里和向外，在三个区域中均运动1/4圆周，故tT/4，由于T，求得B，只有选项C正确。2选D带电粒子在磁场中一直向x轴正方
4、向运动，A错误。因R且B12B2，所以轨道半径之比R1R212，B错误。粒子完成一次周期性运动的时间tT1T2，C错误。粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进距离lR2R3R，D正确。3选BCD本题考查离子在电场、磁场中的运动，意在考查考生的分析和计算能力。离子P和P3质量之比为11，电荷量之比等于13，故在电场中的加速度(aqE/m)之比不等于11，则A项错误；离子在离开电场区域时有：qU mv2，在磁场中做匀速圆周运动，有：qvBm，得半径r，则半径之比为11，则B项正确，设磁场宽度为d，由几何关系drsin ，可知离子在磁场中转过的角度正弦值之比等于半径倒数之比，即1，因30，则60，故转过的角度之比为12，则C项正确；离子离开电场时的动能之比等于电荷量之比，即13，则D项正确。4(1)由于上板带正电，下板带负电，故板间电场强度的方向竖直向下，粒子在水平方向上匀速运动，在竖直方向上匀加速运动Lv0t，at2，其中a解得，E，方向竖直向下(2)设粒子飞出极板时水平速度为vx，竖直速度为vy，水平偏转角为vxv0，vyat，tan ，v可得45，vv0(3)由几何关系易知RL洛伦兹力提供向心力qvBm得B答案：(1)方向竖直向下(2)v0与水平方向的夹角为45(3)